O presente trabalho envolve a análise experimental do efeito da deposição de nanopartículas por meio da ebulição em piscina na molhabilidade e na textura da superfície. Inicialmente, este estudo apresenta uma análise da literatura sobre métodos de avaliação do ângulo de contato, preparo de nanofluidos, procedimentos de avaliação da rugosidade e possíveis efeitos que a deposição de nanopartículas tem sobre a textura da superfície. Verificou-se para as superfícies recobertas com nanopartículas ângulos de contato próximos a zero e comportamento dinâmico para gotas de água depositadas sobre elas. Desta forma, optou-se por avaliar a molhabilidade qualitativamente através da análise da velocidade de espalhamento de uma gota depositada sobre a superfície recoberta. Caracterizou-se também a massa de nanopartículas depositadas, a morfologia e a rugosidade das superfícies. Efetuou-se o recobrimento das superfícies por meio da ebulição em piscina de nanofluidos a base de água deionizada contendo nanopartículas de Al2O3 (10, 20-30 e 40-80 nm), Cu (25 nm) e SiO2 (15 e 80 nm) para concentrações volumétricas de 0,001, 0,01, 0,1 e 0,5%, submetidos a tempos de ebulição de 15, 30, 45 e 180 minutos em superfícies de alumínio e aço inoxidável. Como resultado final deste estudo concluiu-se que a rugosidade superficial e a molhabilidade se elevam com a deposição das nanopartículas. Além disso, a molhabilidade aumenta com o incremento da área da superfície recoberta com aglomerados. / The present study concerns an investigation on the wettability and the surface texture behavior of flat aluminum and stainless steel plates covered with porous thin-films of nanoparticles obtained through pool boiling of nanofluids. Since the contact angle of the obtained surfaces is small and in many cases the deposited droplet exhibits a dynamic behavior, dynamic top-down analyses of spreading droplets were performed. Evaluations were performed of nanoparticles mass deposition on the sample, surface roughness and micro-structural with an SEM (Scanning Electron Microscopy). Experiments were performed for nanofluids containing nanoparticles of Al2O3 (10, 20-30 and 40-80 nm), Cu (25nm) and SiO2 (15 and 80 nm) for volumetric concentrations of 0.001, 0.01, 0.1 and 0.5% for pool boiling time set to 15, 30, 45 and 180 minutes over aluminum and stainless steel plates. As a final result of this study it was found that surface roughness and wettability increase with the deposition of the nanoparticles. In addition, the wettability increases with increasing of the surface area covered with clusters.

O presente trabalho envolve a análise experimental do efeito da deposição de nanopartículas por meio da ebulição em piscina na molhabilidade e na textura da superfície. Inicialmente, este estudo apresenta uma análise da literatura sobre métodos de avaliação do ângulo de contato, preparo de nanofluidos, procedimentos de avaliação da rugosidade e possíveis efeitos que a deposição de nanopartículas tem sobre a textura da superfície. Verificou-se para as superfícies recobertas com nanopartículas ângulos de contato próximos a zero e comportamento dinâmico para gotas de água depositadas sobre elas. Desta forma, optou-se por avaliar a molhabilidade qualitativamente através da análise da velocidade de espalhamento de uma gota depositada sobre a superfície recoberta. Caracterizou-se também a massa de nanopartículas depositadas, a morfologia e a rugosidade das superfícies. Efetuou-se o recobrimento das superfícies por meio da ebulição em piscina de nanofluidos a base de água deionizada contendo nanopartículas de Al2O3 (10, 20-30 e 40-80 nm), Cu (25 nm) e SiO2 (15 e 80 nm) para concentrações volumétricas de 0,001, 0,01, 0,1 e 0,5%, submetidos a tempos de ebulição de 15, 30, 45 e 180 minutos em superfícies de alumínio e aço inoxidável. Como resultado final deste estudo concluiu-se que a rugosidade superficial e a molhabilidade se elevam com a deposição das nanopartículas. Além disso, a molhabilidade aumenta com o incremento da área da superfície recoberta com aglomerados. / The present study concerns an investigation on the wettability and the surface texture behavior of flat aluminum and stainless steel plates covered with porous thin-films of nanoparticles obtained through pool boiling of nanofluids. Since the contact angle of the obtained surfaces is small and in many cases the deposited droplet exhibits a dynamic behavior, dynamic top-down analyses of spreading droplets were performed. Evaluations were performed of nanoparticles mass deposition on the sample, surface roughness and micro-structural with an SEM (Scanning Electron Microscopy). Experiments were performed for nanofluids containing nanoparticles of Al2O3 (10, 20-30 and 40-80 nm), Cu (25nm) and SiO2 (15 and 80 nm) for volumetric concentrations of 0.001, 0.01, 0.1 and 0.5% for pool boiling time set to 15, 30, 45 and 180 minutes over aluminum and stainless steel plates. As a final result of this study it was found that surface roughness and wettability increase with the deposition of the nanoparticles. In addition, the wettability increases with increasing of the surface area covered with clusters.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-02-12T15:41:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Cristiano Santos Lopes.pdf: 29539894 bytes, checksum: f1c58591825997b77f26dff47e244408 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-12T15:41:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Cristiano Santos Lopes.pdf: 29539894 bytes, checksum: f1c58591825997b77f26dff47e244408 (MD5) Previous issue date: 2018-10-24 / Os nanofluidos plasmônicos tem sido empregados em diversas aplicações nos mais variados campos, como por exemplo, fluidos de arrefecimento, coletores solares e agentes teranósticos. Dentro desta área, o entendimento da difusividade térmica é extremamente importante e as diversas técnicas que existem para a sua determinação podemoferecerresultados divergentes.O usodetécnicasfototérmicasapresentamuma grande sensibilidade para medir vários parâmetros dos nanofluidos. Neste trabalho, nanopartículasesféricasdepratacomtamanhomédiode32nmforamsintetizadaspelo métododeTurkevicherevestidascomosurfactantePolivinilpirrolidona(PVP).Medidas de índice de refração não linear e difusividade térmica de nanofluidos de prata foram realizadas por meio das técnicas de Z-Scan e Lente Térmica. Conseguimos obter uma relação entre o índice de refração com a frequência, e também da difusividade térmica com a concentração de nanopartículas. Estes resultados foram corroborados uma vez que a técnica utilizada neste trabalho foi replicada para a análise da difusidade térmica da água, cujo valor adquirido está de acordo com o valor já conhecido na literatura. / Plasmonic nanofluids have been used in several applications in many different fields, such as cooling fluids, solar collectors and theranostic agents. Related to this area, the understanding of thermal diusivity is extremely important and the various techniques that exist for its determination can offer divergent results. The use of photothermal techniques shows presents a great sensitivity to measure various parameters of nanoflu- ids. In this work, silver spherical nanoparticles with a average diameter of 32 nm were synthesized by the Turkevich method and coated with the surfactant Polyvinylpyrroli- done (PVP). Nonlinear refractive index and thermal diffusivity measurements of silver nanofluids were performed using the Z-Scan and Thermal Lens techniques.We obtained a relation that describe the dependence of the refractive index index of refraction with the frequency and also for of the thermal diffusivity with the nanoparticles concentration. These results were corroborated since the technique used in this work was replicated for the water thermal diffusion analysis, whose obtained value is in agreement with the expected literature value.